爆炸荷载作用下钢纤维混凝土构件试验研究

本文对钢纤维混凝土板的抗爆炸局部破坏作用进行了实验研究。由于纤维的加入,增加了结构的整体性,大大提高了结构的抗震塌破坏能力;对钢纤维钠筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的弯曲破坏进行了试验研究,纤维加入后,使结构在相同荷载作用下的振动财周期缩短（即刚度增加）,残余承载力明显提高。     

纤维高强混凝土的动态力学性能试验研究

为研究纤维高强混凝土材料在冲击荷载下的动态压缩性能,采用大尺寸φ75mm Hopkinson压杆,对三种纤维含量的钢纤维高强混凝土、PVA纤维高强混凝土试件进行了三种应变率范围的冲击压缩试验,得到了它们在较高应变率范围内的动态应力-应变关系。试验表明纤维高强混凝土材料为应变率敏感性材料,在较高应变率范围内纤维高强混凝土材料的动态应力-应变关系是与应变率相关的。纤维高强混凝土材料的破坏应力和破坏应变随应变率的增大而增大。钢纤维和PVA纤维对混凝土耗能能力的改善和提高表现在材料达到峰值应力后开始破坏的过程中。同时也对两种纤维高强混凝土材料的纤维增韧特性及耗能机理也进行了分析和探讨。     

离心成型钢纤维混凝土纤维分布规律试验研究

通过对离心成型环形截面钢纤维混凝土配筋与无筋试件的切片试验,研究了离心作用下钢纤维体积率、混凝土强度及配置钢筋等因素对混凝土内钢纤维在构件环向和纵向分布形态的影响规律.发现在离心作用下钢纤维趋向于构件外壁分布,并且呈现较好的均匀性;钢纤维沿环向分布多于纵向分布,而且随着粗骨料的减少、水泥浆的增加这种现象更加明显.为离心成型钢纤维混凝土的工程应用提供了科研依据.     

聚丙烯-钢纤维/混凝土柱大偏心受压承载力计算

对270个聚丙烯纤维掺量(体积分数)分别为0vol%、0.1vol%、0.2vol%、0.3vol%、0.4vol%、0.5vol%、钢纤维掺量(体积分数)分别为0vol%、0.5vol%、1vol%、1.5vol%、2vol%的聚丙烯-钢纤维/混凝土试块进行立方体抗压试验、轴心抗压试验和劈裂抗拉试验,基于复合材料力学理论,考虑纤维的取向系数、长度有效系数和界面黏结系数,对其建立强度预测模型并进行机制分析,同时选取掺量分别为0vol%、0.1vol%、0.3vol%的聚丙烯纤维、掺量分别为0vol%、1.5vol%的钢纤维制作6根聚丙烯-钢纤维/混凝土柱,对其进行大偏心受压试验,在强度预测模型的基础上进行承载力计算,提出聚丙烯-钢纤维/混凝土承载力计算方法。结果表明:钢纤维对聚丙烯-钢纤维/混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和劈裂抗拉强度均有提高;聚丙烯纤维可提高聚丙烯-钢纤维/混凝土的劈裂抗拉强度,但不能提高聚丙烯-钢纤维/混凝土的抗压强度;聚丙烯-钢混杂纤维加入混凝土柱可有效提高其极限承载力。      

纤维自密实混凝土断裂能试验研究

通过14组56根带切口自密实混凝土梁三点弯曲试验,研究不同掺量的钢纤维、聚丙烯腈纤维、钢纤维与聚丙烯腈纤维组成的混杂纤维对自密实混凝土断裂能的影响规律。试验中制作了未掺纤维且强度相近的自密实混凝土伴随试件,用以对比并计算断裂能增益比。结果表明:钢纤维能显著提高自密实混凝土的断裂能,随着钢纤维掺量的增加,其断裂能呈线性增加;聚丙烯腈纤维有利于自密实混凝土断裂能的提高,但影响较小,且非线性增加;在钢纤维体积率不变情况下,聚丙烯腈纤维有利于混杂纤维自密实混凝土断裂能的提高,但也非线性增加。在分析试验结果的基础上,提出了以混凝土抗压强度、骨料最大粒径、纤维影响系数为主要因素的纤维自密实混凝土断裂能计算模型,经过对比表明,计算模型具有良好精度。     

码头面层纤维混凝土的抗冲击性能与增韧机理

在C30素水泥混凝土中分别添加聚丙烯纤维、尼龙纤维、钢纤维配制纤维混凝土,进行抗弯曲冲击试验。以初裂次数、终裂次数、冲击韧性评价混凝土抗冲击性能的优劣。试验结果表明:添加钢纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土的冲击韧性分别是素混凝土冲击韧性的15.1倍、3.4倍、2.7倍。结合冲击破坏断裂特征,分析了纤维混凝土承受冲击载荷作用的几种能量吸收机制,对增韧机理进行了分析。钢纤维、聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土,纤维拔出功消耗能量分别是纤维断裂功消耗能量的25倍、1.72倍、0.93倍。纤维的滑移、拔出、断裂是聚丙烯纤维、尼龙纤维混凝土提高抗冲击性能的主要因素,钢纤维混凝土的抗冲击能力提高幅度最大除了纤维的滑移、拔出因素外,还归功于钢纤维对裂纹面的桥接作用。     

应用统计能量分析预测机械冲击脆值

确定产品冲击脆值的方法都是破坏性试验,现提出应用统计能量分析预测冲击脆值的基本原理,这种非破坏性方法可以避免破坏性试验的缺点。     

钢纤维对玄武岩纤维编织网增强混凝土板双向弯曲性能的影响

为了研究钢纤维对玄武岩纤维网格布增强混凝土方板双向受弯性能的影响,借鉴欧洲EFNARC标准,利用四边简支方板试验,分别对素混凝土方板、玄武岩纤维网格布增强混凝土方板、钢纤维增强混凝土方板及钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂增强混凝土方板的弯曲性能进行研究,同时与传统钢筋网混凝土方板的弯曲性能进行对比,分析了网格布对混凝土方板的双向增强效果,探讨了钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂使用代替传统钢筋网的可行性。结果表明:玄武岩纤维网格布可以改善方板的内力重分布,显著提高其承载力,但是破坏时脆性特征明显;钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂使用表现出显著的正混杂效应,方板的韧性明显提高;在正常使用极限状态下,30 kg/m3的钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂方板的弯曲性能高于传统钢筋网混凝土方板,说明钢纤维与玄武岩纤维编织网混杂使用可以代替传统钢筋网。      

纤维对开裂后混凝土渗透性及裂缝恢复的影响

通过劈裂试验和渗透试验,研究了结构型钢纤维、聚丙烯粗纤维和聚丙烯细纤维对开裂后混凝土的裂缝恢复率、劈裂韧性和渗透系数的影响。研究结果表明:钢纤维和聚丙烯粗纤维的掺入可限制裂缝扩展,使混凝土由脆性破坏转为韧性破坏,提高开裂混凝土在卸载后裂缝的恢复作用,显著减小开裂后混凝土的渗透系数。钢纤维掺量越高,裂缝恢复和渗透性降低越明显,钢纤维掺量由25kg/m~3增加至55kg/m3时,渗透系数减小了87%。钢纤维和聚丙烯粗纤维的掺入具有较好的正混杂效应,当裂缝宽度为150μm时卸载,单掺25kg/m~3钢纤维和4kg/m~3聚丙烯粗纤维与单掺35kg/m~3钢纤维相比,渗透系数减小了60%。而聚丙烯细纤维对开裂混凝土的裂缝恢复和渗透性影响较小。     

钢纤维混凝土的抗弯性能及其计算模型

通过对81根钢纤维混凝土梁的弯曲试验研究,本文提供了分析结果.主要研究的材料是钢纤维及不同的纤维含量,混凝土.主要研究的参数是钢纤维对混凝土抗弯强度,尤其是裂缝出现后对混凝土梁的弯曲能量的增强作用.在实验结果的基础上提供了静力学计算的建议.     

浅谈现代教育技术与大学物理实验整合

文章首先对大学物理的设计性实验提出了一些构想和改革建议;然后就现代教育技术与大学物理实验整合提出了一些改革措施,一方面要丰富网络资源,另一方面对开发和开设部分仿真性实验提出一些建议;最后对大学物理实验的考试提出了一些建议.     

设计性物理实验的设计方法和原则初探

在物理实验的教学过程中,设计性物理实验具有许多优良的教育功能,特别是能加强学生的创新意识和工程实践能力.文章简要介绍了设计性物理实验的一些特点,并在此基础上提出了一些设计性实验的设计方法.     

一级轻气炮加载实验测试系统用于炸药装药发射安全性研究

论述了一级轻气炮加载实验测试系统用于研究微秒量级炸药安全性的可行性、实验原理、实验方法、数据采集及处理等问题。以某模拟炸药为例,用本测试系统对其开展了发射安全性实验研究,并与铸装B炸药和压装B炸药的大型落锤加载装置的实验结果进行了对比。结果表明,一级轻气炮加载实验测试系统研究微秒量级炸药安全性的实验方法能够实现对炸药装药撞击起爆基本现象的定性、定量观测与表征。     

爆破移除钢筋混凝土框架柱倒塌性能试验研究

为研究钢筋混凝土空间框架结构的抗倒塌性能,采用爆破方式对一4层2跨2开间的RC框架结构短边中柱和角柱进行了快速移除倒塌试验,通过试验获取了爆破移除框架柱作用过程、结构的动力响应、柱的失效时间和空间空腹梁对荷载分布的影响等数据。试验结果表明:试验框架在快速移除边中柱与角柱后,柱头位移较小,结构没有发生倒塌,处于弹性变形范围。爆炸引起RC框架柱的失效时间约100 ms,结构变形晚于爆炸应力波40 ms左右。在爆破过程中,柱内纵向钢筋在应力波和爆轰气体压力共同作用下向外严重鼓曲变形,对上部结构产生较大的拉伸作用,加大了结构倒塌风险。横向或纵向的空间空腹梁作用是结构在柱失效后的荷载重分布的主要受力机理。     

包装材料常用实验数据处理方法

介绍了对包装材料的动态压缩实验和振动传递特性实验数据进行处理时常用的方法,提供了将离散的实验数据拟合成准确曲线的有效的方法.为包装材料在实际中的应用奠定了基础.     

等温压缩工艺参数对N–BK7玻璃元件失效的影响

目的 为了研究等温压缩工艺参数对N-BK7玻璃失效的影响,分析玻璃元件的失效机理和玻璃变形现象,确定N-BK7玻璃在该工艺下的安全参数范围。方法 首先,提出一种基于重力载荷的等温压缩工艺,通过正交试验确定工艺参数对玻璃失效的主效应,并判断关键参数。然后通过全因子试验分析关键参数对玻璃失效的影响。结果 在缺少边缘约束的情况下,玻璃在等温压缩过程中存在表面不平现象,该现象被视为玻璃失效的形式之一。最高温度和退火速率是影响玻璃失效的关键参数。结论 在该工艺中,玻璃在高温下的承载时间越长,失效频率越大。在载荷10 N、升温速率10 ℃/min、保温时间1 min、自然冷却温度点580 ℃和脱模温度200 ℃的条件下,最高温度为670~710 ℃、退火速率为5~10 ℃/min是降低玻璃失效频率的参数范围。     

功能梯度材料的制备方法研究进展

在对功能梯度材料的制备方法进行综述的基础上，比较了几种实验方法的优缺点，并讨论了FGM材料的试验研究前景。采用粉末冶金法制备了SiCp／A1FGM，测量其密度并观察了其微观组织形貌，结果表明材料层间没有明显裂纹和孔隙，致密度良好，相对密度达到97％，与设计要求吻合。     

Optimization of Multi-Fidelity Computer Experiments via the EQIE Criterion

Computer experiments based on mathematical models are powerful tools for understanding physical processes. This article addresses the problem of kriging-based optimization for deterministic computer experiments with tunable accuracy. Our approach is to use multi-fidelity computer experiments with increasing accuracy levels and a nonstationary Gaussian process model. We propose an optimization scheme that sequentially adds new computer runs by following two criteria. The first criterion, called EQI, scores candidate inputs with given level of accuracy, and the second criterion, called EQIE, scores candidate combinations of inputs and accuracy. From simulation results and a real example using finite element analysis, our method outperforms the expected improvement (EI) criterion that works for single-accuracy experiments. Supplementary materials for this article are available online.     

Bridging the gap between batch and column experiments: A case study of Cs adsorption on granite

Both batch and column methods are conventionally utilized to determine some critical parameters for assessing the transport of contaminants of concern. The validity of using these parameters is somewhat confusing, however, since outputs such as distribution coefficient (Kd) from these two approaches are often discrepant. To bridge this gap, all possible factors that might contribute to this discrepancy were thoroughly investigated in this report by a case study of Cs sorption to crushed granite under various conditions. Our results confirm an important finding that solid/liquid (S/L) ratio is the dominant factor responsible for this discrepancy. As long as the S/L ratio exceeds 0.25, a consistent Kd value can be reached by the two methods. Under these conditions (S/L ratios>0.25), the sorption capacity of the solid is about an order of magnitude less than that in low S/L ratios (<0.25). Although low sorption capacity is observed in the cases of high S/L ratios, the sorption usually takes place preferentially on the most favorable (thermodynamically stable) sorption sites to form a stronger binding. This is verified by our desorption experiments in which a linear isotherm feature is shown either in deionized water or in 1M of ammonium acetate solutions. It may be concluded that batch experiment with an S/L ratio exceeding 0.25 is crucial to obtain convincing Kd values for safety assessment of radioactive waste repository.     

Environmental tests of the GLAST validation module calorimeter

This paper describes the results of vibration tests using the Validation Module of the GLAST Gamma Large Area Telescope calorimeter structure. The composite structure has been tested with different vibration spectra expected during the launch environment of GLAST. No degradation of the mechanical assembly was observed, and deformations and displacements stayed within stay-clear limits.